【经典】量子通信技术量子纠缠科技PPT模板
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量子通信技术量子纠缠科技图文PPT课件模板
秋天，秋姑娘下的雨，是最好不过了 。她的 雨跟春 雨姑娘 相比， 多了一 份优雅 ，一份 恬静。 她常常 让农民 咧开了 嘴，LH J+FHX 为丰收 唱起了 欢歌。
Quantum Communication
秋天，秋姑娘下的雨，是最好不过了 。她的 雨跟春 雨姑娘 相比， 多了一 份优雅 ，一份 恬静。 她常常 让农民 咧开了 嘴，LH J+FHX 为丰收 唱起了 欢歌。
又或者在军事领域的水下量子通信。
秋天，秋姑娘下的雨，是最好不过了 。她的 雨跟春 雨姑娘 相比， 多了一 份优雅 ，一份 恬静。 她常常 让农民 咧开了 嘴，LH J+FHX 为丰收 唱起了 欢歌。
量子通信
秋天，秋姑娘下的雨，是最好不过了 。她的 雨跟春 雨姑娘 相比， 多了一 份优雅 ，一份 恬静。 她常常 让农民 咧开了 嘴，LH J+FHX 为丰收 唱起了 欢歌。
绝对安全，
其核也就是通过量子密钥分发，
实现相距遥远的
通信双方共享绝对安全的
鱼子密钥。
秋天，秋姑娘下的雨，是最好不过了 。她的 雨跟春 雨姑娘 相比， 多了一 份优雅 ，一份 恬静。 她常常 让农民 咧开了 嘴，LH J+FHX 为丰收 唱起了 欢歌。
量子通信
量子通信
是指利用量子纠缠效应
进行信息传递的
秋天，秋姑娘下的雨，是最好不过了 。她的 雨跟春 雨姑娘 相比， 多了一 份优雅 ，一份 恬静。 她常常 让农民 咧开了 嘴，LH J+FHX 为丰收 唱起了 欢歌。
还是墨子号与地面实现跨洲际的量子密匙分发，
秋天，秋姑娘下的雨，是最好不过了 。她的 雨跟春 雨姑娘 相比， 多了一 份优雅 ，一份 恬静。 她常常 让农民 咧开了 嘴，LH J+FHX 为丰收 唱起了 欢歌。
第1讲 量子通信概述ppt课件
9
量子通信，量子计算机，量子模拟，量子度量学
10
量子力学
量子力学是20世纪自然科 学发展的台柱之一。但是， 自量子力学诞生以来，科 学界关于量子力学基本问 题一直进行着激烈的争论。
11
争论焦点： 自然界是否确实按量子力学的规律运行？ 经典力学：宏观物质的运动规律
量子力学：微观粒子的运动规律 自然界的运动规律
27
1.3 量子通信发展现状与展望
量子通信发展现状 量子通信发展展望
28
量子通信发展现状
自从1984年BB84协议出现后，各种协议不 断被提了出来，除了单光子脉冲的偏振自 由度、相位、时间、频率自由度也被挖掘 了出来，从而派生出了各种不同的实现方 法。制备-测量型量子通信系统基于单光子， 传输信道为单模光纤或自由空间。
30
量子通信发展展望
量子通信系统将由专网走向公众网络 ，目 前大多数实验量子通信系统均是针对专门 的应用，对量子信号的传输需要单独采用 一根光纤，这样的话一方面成本较高，另 一方面应用范围受限。为了将量子通信推 广使用，如何利用现有的光纤网络同时传 输量子信号与数据信号，克服强光信号对 单光子信号的影响，是最近实验和研究的 热门课题，已经有了实际的实验结果 。
的发展都离不开它。
并且派生出了许多新的学科。
量子场论 量子光学
量子电动力学
量子信息学
量子化学
量子电子学 ……
8
三、量子通信技术
通信安全
对于通信而言，迅捷再加上安全是关键。
对于目前电子信息时代，就地球范 围而言，通讯的即时性不成问题，而未 来距离遥远的星际通信就力有不逮。另 一方面自2013年斯诺登“棱镜门”事件 以来，给人们敲响了警钟，信息安全像 窗户纸一样脆弱。
量子通信，量子计算机，量子模拟，量子度量学
10
量子力学
量子力学是20世纪自然科 学发展的台柱之一。但是， 自量子力学诞生以来，科 学界关于量子力学基本问 题一直进行着激烈的争论。
11
争论焦点： 自然界是否确实按量子力学的规律运行？ 经典力学：宏观物质的运动规律
量子力学：微观粒子的运动规律 自然界的运动规律
27
1.3 量子通信发展现状与展望
量子通信发展现状 量子通信发展展望
28
量子通信发展现状
自从1984年BB84协议出现后，各种协议不 断被提了出来，除了单光子脉冲的偏振自 由度、相位、时间、频率自由度也被挖掘 了出来，从而派生出了各种不同的实现方 法。制备-测量型量子通信系统基于单光子， 传输信道为单模光纤或自由空间。
30
量子通信发展展望
量子通信系统将由专网走向公众网络 ，目 前大多数实验量子通信系统均是针对专门 的应用，对量子信号的传输需要单独采用 一根光纤，这样的话一方面成本较高，另 一方面应用范围受限。为了将量子通信推 广使用，如何利用现有的光纤网络同时传 输量子信号与数据信号，克服强光信号对 单光子信号的影响，是最近实验和研究的 热门课题，已经有了实际的实验结果 。
的发展都离不开它。
并且派生出了许多新的学科。
量子场论 量子光学
量子电动力学
量子信息学
量子化学
量子电子学 ……
8
三、量子通信技术
通信安全
对于通信而言，迅捷再加上安全是关键。
对于目前电子信息时代，就地球范 围而言，通讯的即时性不成问题，而未 来距离遥远的星际通信就力有不逮。另 一方面自2013年斯诺登“棱镜门”事件 以来，给人们敲响了警钟，信息安全像 窗户纸一样脆弱。
《量子通信》课件
量子密钥分发基于量子力学中的不确定性原理和测量 坍缩 原理，能够检测到窃听者对量子态的干扰，从而保证密钥 分发的安全性和可靠性。
量子密钥分发的安全性
量子密钥分发利用量子态的不可克隆性和测量 坍缩原理，确 保了密钥分发的安全性。在量子密钥分发过程中，任何窃听 者对量子态的干扰都会被检测到，从而保证了通信双方能够 生成相同的密钥。
量子系统可以同时处于多个状态的叠加态，即一个量子比特可以同时表示0和1 。
量子纠缠
两个或多个量子比特之间存在一种特殊的关联，当一个量子比特的状态发生变 化时，另一个量子比特的状态也会相应地发生变化，无论它们相距多远。
量子密钥分发
量子密钥分发
利用量子态的特性，通过量子信 道安全地分发密钥，用于加密和 解密信息。
量子随机数生成器
量子随机数生成器
利用量子力学的特性，产生真正的随机数，这些随机数在应用中具有很高的价值和重要性 。
量子随机数生成器的原理
基于量子力学的测量原理，每次测量都会得到一个随机的结果，因此可以用来产生真正的 随机数。
量子随机数生成器的应用
在密码学、统计学、计算机科学等领域中都有广泛的应用，例如在加密算法、模拟和机器 学习中都需要用到随机数，而量子随机数生成器可以提供更安全和更可靠的随机数源。
与传统的加密方式相比，量子通信需要更加复杂的设备和 更高的技术要求。然而，随着技术的不断进步和成本的降 低，量子通信将在未来得到更广泛的应用和推广。
PART 05
量子通信的挑战与未来发 展
量子通信的挑战
技术成熟度
目前量子通信技术仍处于发展 阶段，尚未完全成熟，需要进
一步研究和改进。
通信安全
虽然量子通信具有很高的安全 性，但仍面临一些潜在的安全 威胁和攻击，需要加强安全防 护措施。
量子密钥分发的安全性
量子密钥分发利用量子态的不可克隆性和测量 坍缩原理，确 保了密钥分发的安全性。在量子密钥分发过程中，任何窃听 者对量子态的干扰都会被检测到，从而保证了通信双方能够 生成相同的密钥。
量子系统可以同时处于多个状态的叠加态，即一个量子比特可以同时表示0和1 。
量子纠缠
两个或多个量子比特之间存在一种特殊的关联，当一个量子比特的状态发生变 化时，另一个量子比特的状态也会相应地发生变化，无论它们相距多远。
量子密钥分发
量子密钥分发
利用量子态的特性，通过量子信 道安全地分发密钥，用于加密和 解密信息。
量子随机数生成器
量子随机数生成器
利用量子力学的特性，产生真正的随机数，这些随机数在应用中具有很高的价值和重要性 。
量子随机数生成器的原理
基于量子力学的测量原理，每次测量都会得到一个随机的结果，因此可以用来产生真正的 随机数。
量子随机数生成器的应用
在密码学、统计学、计算机科学等领域中都有广泛的应用，例如在加密算法、模拟和机器 学习中都需要用到随机数，而量子随机数生成器可以提供更安全和更可靠的随机数源。
与传统的加密方式相比，量子通信需要更加复杂的设备和 更高的技术要求。然而，随着技术的不断进步和成本的降 低，量子通信将在未来得到更广泛的应用和推广。
PART 05
量子通信的挑战与未来发 展
量子通信的挑战
技术成熟度
目前量子通信技术仍处于发展 阶段，尚未完全成熟，需要进
一步研究和改进。
通信安全
虽然量子通信具有很高的安全 性，但仍面临一些潜在的安全 威胁和攻击，需要加强安全防 护措施。
量子通信演讲PPT
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详细描述
在量子通信过程中，噪声和干扰可能来自各种因素，如环境中的其他粒子、信道中的损耗和退相干等 。这些因素会导致量子态的塌缩和信息丢失，从而影响通信质量。为了解决这个问题，需要采取一系 列措施，如量子纠错码、信道编码和信道容量优化等。
安全性问题
要点一
总结词
量子通信具有很高的安全性，但仍然存在一些潜在的安全 威胁和攻击方式。
目前，量子密钥分发网络已经在金融、政务、军事等领域 得到广泛应用，为保障信息安全提供了强有力的技术手段 。
量子隐形传态实验
量子隐形传态是一种利用量子纠缠实现信息传输的先进技术。在量子隐形传态实 验中，通过将一个量子比特的状态传输到另一个远距离的量子比特上，可以实现 信息的超远距离传输。
量子隐形传态实验的成功实施，为未来的量子通信和量子计算提供了重要的技术 基础，有望在未来的信息传输和处理中发挥重要作用。
05
CATALOGUE
量子通信未来展望
量子通信网络建设
01
02
03
全球量子通信网络
随着技术的不断进步，未 来将构建覆盖全球的量子 通信网络，实现安全、高 速的信息传输。
卫星中继
利用卫星作为中继，将量 子信号传输到更远的距离 ，扩展量子通信网络的覆 盖范围。
城域量子通信网络
在城市范围内构建量子通 信网络，为政府、企业和 科研机构提供安全、可靠 的信息传输服务。
星地量子通信实验的成功实施，证明了量子纠缠在远距离通 信中的可行性，为未来的量子通信网络建设提供了重要的技 术支撑。
量子密钥分发网络应用
量子密钥分发网络是一种基于量子力学原理实现密钥分发 的网络安全通信系统。通过利用量子态的不可克隆性和测 量坍缩原理，量子密钥分发技术能够保证通信双方在传输 过程中密钥的安全性。
量子通信演讲PPT
2020/4/6
public communication
Teleportation
粒子2 粒子1
Alice
粒子3
Bob
EPR Source
① Alice拥有一个粒子1处于未知态，其可以表示为
1 （ 2 2 1）,和表示要送的量子信息
② 粒子2和粒子3构成EPR对,Alice拥有粒子2,Bob拥有粒子3.
3c 1 0 3d
2020/4/6
Information Encoding and Decoding
R x R R x R .........
Alice EPR1: .........
Bob EPR2: .........
Information: 0 1 1 0 ...............
2020/4/6
Heisenberg 的测不准原理
由测不准原理可知, 对任何一个物理量的测 量都不可避免地对另一物理量产生干扰。 这 就使得通信双方能够检测到信息是否被窃听, 这一性质使通信双方无须事先交换密钥即可 进行绝密通信。 量子加密学为人们提供了一 种无条件安全的希望，并且不象一次一密的 密钥, 任何窃听量子密钥交换和拷贝密钥的 人不可能不被检测到。
2020/4/6
量子不可克隆定理
Wootters 和 Zurek 曾于1982 年在《自然》杂志 上撰文提出了如下问题: 是否存在一种物理过程, 实现对一个未知量子态的精确复制, 使得每个复制 态与初始量子态完全相同呢？Wootters 和 Zurek 证明, 量子力学的线性特性禁止这样的复制, 这就 是量子不可复制定理的最初表述。
2020/4/6
• 玻尔和爱因斯坦的争论
• 经典理论：条件定，结果唯一 • 量子理论：条件定，结果不唯一
public communication
Teleportation
粒子2 粒子1
Alice
粒子3
Bob
EPR Source
① Alice拥有一个粒子1处于未知态，其可以表示为
1 （ 2 2 1）,和表示要送的量子信息
② 粒子2和粒子3构成EPR对,Alice拥有粒子2,Bob拥有粒子3.
3c 1 0 3d
2020/4/6
Information Encoding and Decoding
R x R R x R .........
Alice EPR1: .........
Bob EPR2: .........
Information: 0 1 1 0 ...............
2020/4/6
Heisenberg 的测不准原理
由测不准原理可知, 对任何一个物理量的测 量都不可避免地对另一物理量产生干扰。 这 就使得通信双方能够检测到信息是否被窃听, 这一性质使通信双方无须事先交换密钥即可 进行绝密通信。 量子加密学为人们提供了一 种无条件安全的希望，并且不象一次一密的 密钥, 任何窃听量子密钥交换和拷贝密钥的 人不可能不被检测到。
2020/4/6
量子不可克隆定理
Wootters 和 Zurek 曾于1982 年在《自然》杂志 上撰文提出了如下问题: 是否存在一种物理过程, 实现对一个未知量子态的精确复制, 使得每个复制 态与初始量子态完全相同呢？Wootters 和 Zurek 证明, 量子力学的线性特性禁止这样的复制, 这就 是量子不可复制定理的最初表述。
2020/4/6
• 玻尔和爱因斯坦的争论
• 经典理论：条件定，结果唯一 • 量子理论：条件定，结果不唯一
量子通信ppt
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QUANTUM COMMUNICATION TECHNOLOGY
量子信息技术及应用简介
01 技术原理简介 02 应用特点难点 03 发展方向用途 04 国际应用现状
Part 01
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QUANTUM COMMUNICATION TECHNOLOGY
量子信息技术及应用简介
01 技术原理简介 02 应用特点难点 03 发展方向用途 04 国际应用现状
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量子通信V4.0.ppt
一张传说中集中了地球上三分之一智慧的照片
2024/5/27
几乎可以肯定，世界上没有第二张照片，能像 这张一样，在一幅画面内集中了如此之多的、 水平如此之高的人类精英~~
这是1927年在布鲁塞尔举行的第五届索尔维会 议上的照片。在这次会议上，爱因斯坦和玻尔 这两个当时世界上最顶尖的物理学家，进行了 科学史上著名的学术辩论。在这次辩论中，玻 尔所代表的新生量子论学派获得了更广泛的支 持，而维护经典理论的爱因斯坦则被认为不合 时宜，站到了对立面。
薛定谔的猫是死是活？
体系的总体波函数代表 猫既活又死的混合状态。 这以常识而论是荒谬的， 猫似当非死即活。
2024/5/27
t
1 2
活
死
对于这只猫的多世界解释
• 这只猫即是死的又是活的。只是分别在不 同的世界中，在观测者打开盒子的那一刹 那，整个世界分裂成两个，在一个世界里 观测者看到的那只猫活了下来，在另一个 世界里，观测者看到的那只猫不幸死去。 除此之外的世界完全一样。
2024/5/27
Heisenberg 的测不准原理
由测不准原理可知, 对任何一个物理量的测 量都不可避免地对另一物理量产生干扰。 这 就使得通信双方能够检测到信息是否被窃听, 这一性质使通信双方无须事先交换密钥即可 进行绝密通信。 量子加密学为人们提供了一 种无条件安全的希望，并且不象一次一密的 密钥, 任何窃听量子密钥交换和拷贝密钥的 人不可能不被检测到。
量子信息
微观粒子允许同时处在 0 和 1 两个 态上，这是其波粒二象性的结果。
C1 0 C2 1 , C1,C2为任意复数,
C1 2 C2 2 1 (叠加态)
2024/5/27
罗马字母发音
2024/5/27
2024/5/27
几乎可以肯定，世界上没有第二张照片，能像 这张一样，在一幅画面内集中了如此之多的、 水平如此之高的人类精英~~
这是1927年在布鲁塞尔举行的第五届索尔维会 议上的照片。在这次会议上，爱因斯坦和玻尔 这两个当时世界上最顶尖的物理学家，进行了 科学史上著名的学术辩论。在这次辩论中，玻 尔所代表的新生量子论学派获得了更广泛的支 持，而维护经典理论的爱因斯坦则被认为不合 时宜，站到了对立面。
薛定谔的猫是死是活？
体系的总体波函数代表 猫既活又死的混合状态。 这以常识而论是荒谬的， 猫似当非死即活。
2024/5/27
t
1 2
活
死
对于这只猫的多世界解释
• 这只猫即是死的又是活的。只是分别在不 同的世界中，在观测者打开盒子的那一刹 那，整个世界分裂成两个，在一个世界里 观测者看到的那只猫活了下来，在另一个 世界里，观测者看到的那只猫不幸死去。 除此之外的世界完全一样。
2024/5/27
Heisenberg 的测不准原理
由测不准原理可知, 对任何一个物理量的测 量都不可避免地对另一物理量产生干扰。 这 就使得通信双方能够检测到信息是否被窃听, 这一性质使通信双方无须事先交换密钥即可 进行绝密通信。 量子加密学为人们提供了一 种无条件安全的希望，并且不象一次一密的 密钥, 任何窃听量子密钥交换和拷贝密钥的 人不可能不被检测到。
量子信息
微观粒子允许同时处在 0 和 1 两个 态上，这是其波粒二象性的结果。
C1 0 C2 1 , C1,C2为任意复数,
C1 2 C2 2 1 (叠加态)
2024/5/27
罗马字母发音
2024/5/27
量子通信[课件]
![量子通信[课件]](https://img.taocdn.com/s3/m/e203df3ee009581b6ad9eb1c.png)
量子通信
制作：usafchn
一张传说中集中了地球上三分之一智慧的照片
经典力学：宏观物质的运动规律 量子力学：微观粒子的运动规律
量子通信 Quantum Teleportation
量子比特 量子隐形传态
计算机为什么要耗电？
能耗会导致计算机中的芯片发热，极大地影响了 芯片的集成度，从而限制了计算机的运行速度。
不可逆异或门改进为可逆异或门
Bennett后来更严格地考虑了此问题，并证明了：所有经典 不可逆的计算机都可以改造为可逆计算机，而不影响其计算 能力。
用本征态|0>和|1>对量子位编码
量子位可以处在|0>和|1>的叠加状态：a|0>+b|1>， 其中a和b是复数，且|a|2+|b|2 = 1
必须具备的两大特点：
1 2 3
(
和 1 2
12
是粒子1和粒子2所在的四
维希尔伯特空间中的Bell基)
12 1 2 1 2 1 2 0 1 2 0
public communication
Teleportation
粒子2 粒子1
Alice
“因为散热问题，当年Intel冲击4GHz CPU 计划失败”
Landauer最早考虑了这个问题，他考察了能耗的来源，指 出：能耗产生于计算过程中的不可逆操作。例如，对两比 待的异或操作，因为只有一比特的输出，这一过程损失了 一个自由度，因此是不可逆的，按照热力学，必然会产生 一定的热量。但这种不可逆性是不是不可避免的呢？事实 上，只要对异或门的操作如图所示的简单改进，即保留一 个无用的比特，该操作就变为可逆的。因此物理原理并没 有限制能耗的下限，消除能耗的关键是将不可逆操作改造 为可逆操作
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一张传说中集中了地球上三分之一智慧的照片
经典力学：宏观物质的运动规律 量子力学：微观粒子的运动规律
量子通信 Quantum Teleportation
量子比特 量子隐形传态
计算机为什么要耗电？
能耗会导致计算机中的芯片发热，极大地影响了 芯片的集成度，从而限制了计算机的运行速度。
不可逆异或门改进为可逆异或门
Bennett后来更严格地考虑了此问题，并证明了：所有经典 不可逆的计算机都可以改造为可逆计算机，而不影响其计算 能力。
用本征态|0>和|1>对量子位编码
量子位可以处在|0>和|1>的叠加状态：a|0>+b|1>， 其中a和b是复数，且|a|2+|b|2 = 1
必须具备的两大特点：
1 2 3
(
和 1 2
12
是粒子1和粒子2所在的四
维希尔伯特空间中的Bell基)
12 1 2 1 2 1 2 0 1 2 0
public communication
Teleportation
粒子2 粒子1
Alice
“因为散热问题，当年Intel冲击4GHz CPU 计划失败”
Landauer最早考虑了这个问题，他考察了能耗的来源，指 出：能耗产生于计算过程中的不可逆操作。例如，对两比 待的异或操作，因为只有一比特的输出，这一过程损失了 一个自由度，因此是不可逆的，按照热力学，必然会产生 一定的热量。但这种不可逆性是不是不可避免的呢？事实 上，只要对异或门的操作如图所示的简单改进，即保留一 个无用的比特，该操作就变为可逆的。因此物理原理并没 有限制能耗的下限，消除能耗的关键是将不可逆操作改造 为可逆操作
量子纠缠简介 PPT课件
东南大学电子科学与工程学院
21
2020/4/10
3.量子保密通信—量子密码术
定义：量子密码术是密码术与量子力学结合的产物，它利用了 系统所具有的量子性质。
量子密码的绝对安全性： 1.以单光子（量子）携带信息，不怕敌人分取信息。 2.量子不可克隆定律：不存在任何的物理过程可以精确地复制未 知量子态，可以保证不可能拷贝信息。（其实质是测不准原理）
东南大学电子科学与工程学院
理解：
量子纠缠是存在于多子系量子系统中，对其中一个子系统的测量结 果无法独立于对其他子系统的测量参数，这些参数有内在的联系。
东南大学电子科学与工程学院
5
2020/4/10
相关实验
1982年，法国物理学家Alain Aspect证实了微观粒子之间存在着 “量子 纠缠” 的关系。 在量子力学中，有共同来源的两个微观粒子之间存在着某种纠缠关系： 不管它们被分开多远，对一个粒子扰动，另一个粒子（不管相距多远） 立即就知道了，仿佛两个粒子拥有超光速的秘密通信一般，似与狭义 相对论中所谓的局域性相违背，爱因斯坦斥之为“鬼魅的远距作用”。
10
2020/4/10
量子通信发展中的中国贡献
1.1997年年底包括潘建伟在内的奥地利研究小组首先在实验上演示成 功这种量子隐态传输。
图4 首次实现隐态传输的科研小组
2.中科大潘建伟研究小组首次实现了具有存储和读出功能的纠缠交
换，实现了“量子中继器”，向量子通信网络的最终实现迈出了坚
实的一步。
东南大学电子科学与工程学院
首次实现隐态传输的科研小组112020410东南大学电子科学与工程学院2007年开始中国科技大学和清华大学的自由空间量子通信实验将通信距离从数百米记录一步跨越到16公里成功实现了世界上最远距离的量子态隐形传输证实了量子态隐形传输穿越大气层的可20120809中国科技大学的研究人员再次创造了新纪录将通信距离扩大到了97公里
量子通信PPT
特性：充满整个空间，遵从经典电磁 场理论。
微观粒子
特点：同时具有粒子性和波动性。
C B A
A,B,C,…为探测器
设想空间中有一个微观粒子， 任何时刻有可能在空间中任何点探 测到粒子（类似经典波的特性）， 但一旦探测到只能在其中一个探测 器处发现该粒子（类似经典粒子的 特性）。
●经典粒子在某个时刻只能处于确定的
量子特性应用到信息领域 中可以发挥出独特的功能，在 提高运算速度、确保信息安全、 增大信息容量等方面可以突破 现有的经典信息系统的极限。
科普【量子通信】4_标清_clip(1).flv
量子通信（Quantum Teleportation）是 指利用量子纠缠效应进行信息传递 的一种新型的通讯方式。
B.EPR佯谬
B A
EPR佯谬
EPR粒子对
EPR效应：非局域性是量子力学的基
本性质。 纠缠态
c.量子态的非克隆性 （Non-Cloning）
定理：由于量子力学的态 叠加原理，量子系统的任 意未知量子态，不可能在 不遭破坏的前提下，以确 定成功的概率被克隆到另 一个量子体系上。
设
为二维空间任意量子态
普朗克 1900年 辐射量子假说
爱因斯坦 1905年 光量子
玻尔 1913年 原子的量子理论
德布罗意 1923年 物质波
海森堡 1925年 矩阵力学
薛定谔 1926年 量子波动力学
狄拉克 20世纪30年代 量子场论
经典粒子
特性：每时刻的位置、速度完全确定， 有确定的运行轨迹，遵从牛顿力学。
经典的波
物理状态上；
●量子粒子则可以同时处于各种可能的物
理状态上（叠加态）。
A.“薛定谔猫” ——
宏观量子叠加态
微观粒子
特点：同时具有粒子性和波动性。
C B A
A,B,C,…为探测器
设想空间中有一个微观粒子， 任何时刻有可能在空间中任何点探 测到粒子（类似经典波的特性）， 但一旦探测到只能在其中一个探测 器处发现该粒子（类似经典粒子的 特性）。
●经典粒子在某个时刻只能处于确定的
量子特性应用到信息领域 中可以发挥出独特的功能，在 提高运算速度、确保信息安全、 增大信息容量等方面可以突破 现有的经典信息系统的极限。
科普【量子通信】4_标清_clip(1).flv
量子通信（Quantum Teleportation）是 指利用量子纠缠效应进行信息传递 的一种新型的通讯方式。
B.EPR佯谬
B A
EPR佯谬
EPR粒子对
EPR效应：非局域性是量子力学的基
本性质。 纠缠态
c.量子态的非克隆性 （Non-Cloning）
定理：由于量子力学的态 叠加原理，量子系统的任 意未知量子态，不可能在 不遭破坏的前提下，以确 定成功的概率被克隆到另 一个量子体系上。
设
为二维空间任意量子态
普朗克 1900年 辐射量子假说
爱因斯坦 1905年 光量子
玻尔 1913年 原子的量子理论
德布罗意 1923年 物质波
海森堡 1925年 矩阵力学
薛定谔 1926年 量子波动力学
狄拉克 20世纪30年代 量子场论
经典粒子
特性：每时刻的位置、速度完全确定， 有确定的运行轨迹，遵从牛顿力学。
经典的波
物理状态上；
●量子粒子则可以同时处于各种可能的物
理状态上（叠加态）。
A.“薛定谔猫” ——
宏观量子叠加态
量子通信介绍(演讲)PPT课件
2020/11/19
量子通信
量子通信简单地说，就是基于光的单量子态实现的通 信手段，以完成经典通信手段无法完成对通信任务， 例如保密性任务等。
量子通信就是单模光纤两端加上能代替常用光模块功 能的、光量子态的发送和接收设备，实现基于物理加 密的保密通信。
2020/11/19
爱因斯坦的幽灵——量子纠缠
我国量子通信发展
2013
2014
首次实现携带轨 道角动量、具有 空间结构的单光 子脉冲在冷原子 系综中的存储与 释放
潘团队与中科院 和清华大学合作， 结合诱骗态方法 将安全距离突破 至200公里
2020/11/19
2015
潘建伟、陆朝阳 刘乃乐等组成的 研究小组在国际 上首次成功实现 多自由度量子体 系的隐形传态。
我国量子通信发展
2008
2009Байду номын сангаас
潘团队研制了基 于诱骗态的光纤 量子通信原型系 统，组建了世界 首个3节点链状 光量子电话网
潘团队建成了世 界上首个全通型 量子通信网络， 首次实现了实时 语音量子保密通 信
2020/11/19
2012
潘团队首次成功 实现百公里量级 的自由空间量子 隐形传态和纠缠 分发
生物特征传输
智能传输系统
量子通信应用
涉密数据 电信、证券 保险、银行
未来应用
工商、地税 财政 金融
2020/11/19
量子通信应用
量子卫星
国防军事
量子互联网
量子通信应用
1
在国防和军事领域，量 子通信能够应用于通信 密钥生成与分发系统， 向未来战场覆盖区域内 任意两个用户分发量子 密钥，构成作战区域内 机动的安全军事通信网 络
量子通信
量子通信简单地说，就是基于光的单量子态实现的通 信手段，以完成经典通信手段无法完成对通信任务， 例如保密性任务等。
量子通信就是单模光纤两端加上能代替常用光模块功 能的、光量子态的发送和接收设备，实现基于物理加 密的保密通信。
2020/11/19
爱因斯坦的幽灵——量子纠缠
我国量子通信发展
2013
2014
首次实现携带轨 道角动量、具有 空间结构的单光 子脉冲在冷原子 系综中的存储与 释放
潘团队与中科院 和清华大学合作， 结合诱骗态方法 将安全距离突破 至200公里
2020/11/19
2015
潘建伟、陆朝阳 刘乃乐等组成的 研究小组在国际 上首次成功实现 多自由度量子体 系的隐形传态。
我国量子通信发展
2008
2009Байду номын сангаас
潘团队研制了基 于诱骗态的光纤 量子通信原型系 统，组建了世界 首个3节点链状 光量子电话网
潘团队建成了世 界上首个全通型 量子通信网络， 首次实现了实时 语音量子保密通 信
2020/11/19
2012
潘团队首次成功 实现百公里量级 的自由空间量子 隐形传态和纠缠 分发
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量子通信应用
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工商、地税 财政 金融
2020/11/19
量子通信应用
量子卫星
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量子通信应用
1
在国防和军事领域，量 子通信能够应用于通信 密钥生成与分发系统， 向未来战场覆盖区域内 任意两个用户分发量子 密钥，构成作战区域内 机动的安全军事通信网 络
科普量子通信PPT课件(模板)
-3-
量子的由来
➢ 波尔原子量子理论
1913年丹麦物理学家玻尔把量子论的基本观 点应用于原子核外电子的运动，从而创立了波尔理 论。
从普朗克的能量子假说、到爱因斯坦的光量子 理论到玻尔的原子量子理论，在百年的时间里，量 子力学发展迅速。尤其是20世纪二、三十年代，爱 因斯坦和玻尔之间的“物理学灵魂的论战”引发了 无数科学家对“量子纠缠”现象的研究，从而点燃 了量子通信的星星之火。
➢ 量子通信
1993 年 ， 基 于 量 子 纠 缠 理 论 ， 美 国 科 学 家 贝 内 特 提 出 了 量 子 通 信 （Quantum Teleportation）的概念。
1997年，在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等 人合作，首次实现了未知量子态的远程传输。
-4-
量子通信 “量子通信”=量子物理+信息科学
量子物理 研究微观粒子的运 动规律
量子通信 其特点：高效率
绝对安全
信息科学 人与人、物与物传
爱因斯坦坚持认 为不可能存在比 光速还要快的信 号，任何比光速 快的“鬼魅似的 远距作用”都是 不可思议的。
高效率
绝对 安全
量子世界中的任何事件 都是不可能被窃听的。 1、一个未知的量子无 法被复制； 2、为量子态的任何测 量都会留下痕迹。
科普量子通信
-1-
量子的由来
第五次索尔维会议与会者合影(1927年)
一张传说中集中了地球上三分之一智慧的照片
-2-
量子的由来
➢ 普朗克能量子
1900年，物理学家普朗克提出了一个大胆假说：物体 在产生和吸收辐射时，能量不是连续变化的，而是以一定 数量值整数倍跳跃式地变化的。能量不是无限可分的，而 是有一最小的单元。这个不可分的能量单元，普朗克称它 为“能量子”或“量子”，即普朗克常数。普朗克因此获 得诺贝尔物理学奖，同时也为量子论奠下基石。
量子通信PPT
幻想
6.研究突破
1.1993年，C.H.Bennett提出了量子通信的概念; 将某个粒子的未知量子态传送 到另一个地方，把另一个粒子 制备到该量子态上，而原来的 粒子仍留在原处。
2.1993提出量子隐形传送的方案
基本思想：将原物的信息分成经
典信息和量子信息两部分，它们 分别经由经典通道和量子通道传 送给接收者。
8.爱因斯坦无法解释的现象
量爱 子因 通斯 信坦 的都 魅无 瑞士电信公司在实验中发现，任何隐藏信号从此接收站传送 力法 之解 到彼接收站，仅仅需要一百万兆分之一秒。这一传输速率保 处释 证了接收站能够准确地检测到光子。由此可以推测任何未知 。的 信号的传输速率至少是光速的10000倍。 奇 怪 行 这种现象也许只有通过量子物理学来解释。 为 ， 正 量子物理学认为，任何事物之间都可能存着某种特定的联系。 是 发生于某一物体之上的事件，可能同时对其他物体也会产生影 量 响。这种现象称为“量子纠缠”。不管物体之间的距离有多远， 子 同样存在“量子纠缠”的关系。 物 理 学 而爱因斯坦不仅不接受“量子纠缠”的思想，并且还坚持认为 和 不可能存在比光速还要快的信号，任何比光速快的“鬼魅似的 远距作用”都是不可思议的。
比光速还快！！！
这是由量子力学理论决定的。
3、量子通信研究什么?
量子通信主要涉及： 量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码
简单地说，就是利用量子力 学原理中的量子纠缠传输信 息
实验室
4、工作过程是什么？
量子通信系统的基本部件包括量子态发生器、 量子通道和量子测量装置。
量子态发生器
量子通道
量子测量装置
4、工作过程是什么？
最后，甲将测量结果（即获得那一个 B ell 态）经由经典通道传递给乙，乙手头的纠缠粒子 C会因甲的测量坍缩到相应的量子态上，于是乙在 获知甲的测量结果之后，对粒子 C做相应的操作， 便可以使粒子 C处在与粒子 A原先未知量子态完 全相同的量子态上，这就完成了粒子 A的未知量 子态的量子隐形传送，此时量子信息的载体是粒 子 C，在这过程中甲和乙都不知道他们所传送的 量子比特是什么。
量子通信的原理PPT课件
2021
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Thank you!
东山中学理化协会
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领头羊
我国量子信息技术在全球已是当之无愧的领头羊， 不论是千公里级量子通信干线的建成试用，
还是墨子号与地面实现跨洲际的量子密匙分发， 又或者在军事领域的水下量子通信。
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量子通信
量子通信 是指利用量子纠缠效应 进行信息传递的 一种新型的通讯方式， 是迄今为止 唯一被严格数学证明的 绝对安全， 其核也就是通过量子密钥分发， 实现相距遥远的 通信双方共享绝对安全的 鱼子密钥。
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一种新型的通讯方式， 是迄今为止唯一被严格数学证明的绝对安全，
其核也就是通过量子密钥分发， 实现相距遥远的通信双方共享绝对安全的
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量子通信
2018 年1月， 潘建伟教授及其同事彭承志等组成的研究团队， 联合中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、国家天文台等， 与奥地利科学院AntonZeilinger研究组合作， 利用“墨子号”量子科学实验卫星， 在中国和奥地利之间首次实现距离达7600公里的洲际量子密钥分发， 并利用共享密钥实现加密数据传输和视频通信。 该成果标志着“墨子号”已具备实现洲际量子保密通信的能力， 为未来构建全球化量子通信网络 奠定了坚实基础。
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量子通信
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一种新型的通讯方式
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量子通信是一种新型的通讯方式
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